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Forskolin诱导培养于IntestiCult™中人肠类器官膨胀的操作流程

Forskolin诱导培养于IntestiCult™中人肠类器官膨胀的操作流程

  • Document # 27179
  • Version 1.0.1
  • 2/12/20

囊性纤维化(Cystic fibrosis,CF)是囊性纤维化跨膜传导调节蛋白(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator,CFTR)的基因突变所导 致的遗传性疾病。氯离子通道广泛存在于包括肠道上皮等多种器官的上 皮组织。CFTR的缺陷导致离子通道的转运功能受损,器官粘液分泌能力 降低,引发呼吸困难,肺部感染,消化不良等多种临床症状。肠类器官的 培养为体外研究CFTR蛋白功能提供了一种全新的技术手段。欲建立肠类 器官培养,可以取结直肠样本,扩增并长期维持培养于体外培养环境中。 这些类器官在体外培养下能够维持其亲本的基因型和表型,故而可以保留 研究所需CFTR功能。

将肠类器官培养中加入forskolin会导致细胞cAMP(cyclic adenosine monophosphate)的水平急速上升,促进CFTR通道张开。当氯离子穿过通 道进入内腔后,类器官将会由于水渗透量(osmosis)的增加而不断肿胀。 通过这个原理,我们可以对CFTR的活性的进行试验。类器官肿胀与CFTR 的活性有关,CFTR野生型的类器官在经过forskolin处理后体积将增大,而 携带CFTR突变或使用CFTR抑制剂的类器官体积将不会变化。

下文介绍了使用Forskolin诱导源自健康人供体培养在IntestiCult™类器官 生长培养基(人)(产品号 #06010)的结直肠类器官的操作流程。需要了 解完整的类器官培养教程,请同时参阅本流程以及相关的产品信息表(文 件号 #DX21423)

Brightfield microscopy image of intestinal organoids treated with forskolin or with DMSO.

图1. 在IntestiCult™类器官生长培养基培养下,Forskolin诱导的肠类器官 膨胀实验

使用10 μM的forskolin处理肠类器官12分钟,其内腔的面积增大。DMSO对照组面积无变化。

Treating intestinal organoids with forskolin causes them to swell to 150% of their untreated size in 120 minutes.

图2. Forskolin诱导的肠类器官膨胀百分比测量

类器官的膨胀程度采用明场显微镜检法(brightfield microscopy)测量。后续时间点面 积变化的百分比系与初始时间(T=0)类器官平均面积的比值而得。在每个时间点,拍摄 孔内所有类器官,计算三个复孔所有面积的平均值。数据代表了第3代正常供体类器官的 实验结果。

试验所需试剂

产品名
产品号 #
Forskolin
CFTRINH172
例. Cayman 15545
GlyH-101
例. Cayman 15772
DMSO
-
Costar® 24 Well Flat-Bottom Plate, Tissue Culture-Treated
Krebs-Ringer Solution, Bicarbonate-Buffered
例. Alfa Aesar J67591

Forskolin诱导的肠类器官膨胀

  1. 根据产品信息表(文件号 #DX21423)介绍的方法,建立类器官培 养。在进行forskolin诱导实验之前,先将类器官转移至IntestiCult™ 类器官生长培养基(人)(产品号 #06010)培养3-5天。
  2. 吸出培养基,加入等体积Krebs-Ringer Bicarbonate buffer(KRB), 使KRB与Corning® Matrigel®的液滴在37℃充分融合30分钟。

    注:Forskolin诱导的膨胀试验也可以在培养基中进行,不过在KRB 中,其膨胀效果更明显。
  3. 可选:如果选择设置CFTR抑制剂对照组(例,CFTRINH172或GlyH101),请在孔中加入适量抑制剂,37℃孵育3小时。如果未设置抑 制剂对照组,请直接进行步骤4。
  4. 由于类器官可能在加入forskolin后马上膨胀,请拍摄加入forskolin 前T=0的照片。
  5. 吸出KRB,再加入新鲜的KRB。在其中添加阴性对照组试 剂,forskolin(10 μM),以及CFTR抑制剂(可选)。
  6. 每隔固定时间拍摄一次孔内类器官,直到forskolin实验组膨胀完全 停止(通常80-120分钟)。
  7. 使用ImageJ,分析计算各时间点类器官的平均面积,与T=0时作比 较,类器官膨胀的百分比。

实验所需相关培养基

产品名
规格
产品号 #
IntestiCult™类器官 生长培养基(人)
100 mL
IntestiCult™类器官 生长培养基(小鼠)
100 mL

参考文献

  1. Dekkers, JF et. al (2013) A functional CFTR assay using primary cystic fibrosis intestinal organoids. Nat. Med. 19(7): 939–47.
  2. Boj, SF et. al (2017) Forskolin-induced swelling in intestinal organoids: An in vitro assay for assessing drug response in cystic fibrosis patients. Journal of Visualized Experiments. 120(e55159).
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